3.1 《数据库系统概论》SQL概述及数据定义（模式SCHEMA、表TABLE、索引INDEX）

---

0.前言

• 此文章是根据《数据库系统概论》王珊老师编写的教材做的笔记和总结，关于用到的表在我的另一篇文章里面《数据库系统概论》之数据查询—SELECT（单表查询、连接查询、嵌套查询、集合查询、多表查询）
• 数据库是SQL Sever
• 数据库管理系统是Navicat Premium 15

1.思维导图

2.SQL概述

（1）什么是SQL?

• SQL（Structured Query Language）结构化查询语言，是关系数据库的标准语言
• SQL是一个通用的、功能极强的关系数据库语言

（2）SQL的特点

① 综合统一

• 集数据定义语言 DDL(Data Definition Language)，数据操纵语言 DML（Data Manipulation Language），数据控制语言 DCL(Data Control Language) 功能于一体。
• 可以独立完成数据库生命周期中的全部活动：
  • 定义关系模式，插入数据，建立数据库；
  • 对数据库中的数据进行查询和更新；
  • 数据库重构和维护
  • 数据库安全性、完整性控制等
• 用户数据库投入运行后，可根据需要随时逐步修改模式，不影响数据的运行。
• 数据操作符统一

② 高度非过程化

• 非关系数据模型的数据操纵语言“面向过程”，必须制定存取路径
• SQL只要提出“做什么”，无须了解存取路径。
• 存取路径的选择以及SQL的操作过程由系统自动完成。

③ 面向集合的操作方式

• 非关系数据模型采用面向记录的操作方式，操作对象是一条记录
• SQL采用集合操作方式：
  • 操作对象、查找结果可以是元组的集合
  • 一次插入、删除、更新操作的对象可以是元组的集合

④ 以同一种语法结构提供多种使用方式

• SQL是独立的语言
  • 能够独立地用于联机交互的使用方式
• SQL又是嵌入式语言
  • SQL能够嵌入到高级语言（例如C，C++，Java）程序中，供程序员设计程序时使用

⑤ 语言简洁，易学易用

• SQL功能极强，完成核心功能只用了9个动词。

SQL功能	动词
数据查询	SELECT
数据定义	CREATE、DROP、ALTER
数据操纵	INSERT、UPDATE、DELETE
数据控制	GRANT、REVOKE

（3） SQL的基本概念

• SQL支持关系数据库三级模式结构

基本表

• 本身独立存在的表
• SQL中一个关系就对应一个基本表
• 一个(或多个)基本表对应一个存储文件
• 一个表可以带若干索引

存储文件

• 逻辑结构组成了关系数据库的内模式
• 物理结构是任意的，对用户透明

视图

• 从一个或几个基本表导出的表
• 数据库中只存放视图的定义而不存放视图对应的数据
• 视图是一个虚表
• 用户可以在视图上再定义视图

3.数据字典

• 数据字典是关系数据库管理系统内部的一组系统表，它记录了数据库中所有的定义信息，包括关系模式定义、视图定义、索引定义、完整性约束定义、各类用户对数据库的操作权限、统计信息等。
• 关系数据库管理系统在执行SQL的数据定义语句时，实际上就是在更新数据字典表中的相应信息。
• 在进行查询优化和查询处理时，数据字典中的信息是其重要依据。

4.数据定义

（1）数据定义概览

• SQL的数据定义功能: 模式定义、表定义、视图和索引的定义

（2）模式的定义与删除—SCHEMA

定义模式实际上定义了一个命名空间

• 在这个空间中可以定义该模式包含的数据库对象，例如基本表、视图、索引等。
• 在CREATE SCHEMA中可以接受CREATE TABLE，CREATE VIEW和GRANT子句。
• CREATE SCHEMA <模式名> AUTHORIZATION <用户名>[<表定义子句>|<视图定义子句>|<授权定义子句>]
• 如果没有指定<模式名>，那么<模式名>隐含为<用户名>

① 定义模式

dbo database owner 数据库的创建者,创建该对象的用户. guest 顾客 能够访问数据库中对象的数据, 要求dbo分配权限给guest, 一般给他查看的权限select

• 这里我先创建一个数据库用户：
  

[例1]定义一个学生-课程模式S-T

      CREATE SCHEMA "S-T" AUTHORIZATION BitHachi;
      为用户BitHachi定义了一个模式S-T

• 如果没有指定<模式名>，那么<模式名>隐含为<用户名>

      CREATE SCHEMA AUTHORIZATION BitHachi；
      <模式名>隐含为用户名BitHachi
      这个不知道咋回事，没出结果，默认模式BitHachi没创建出来，没显示

[例2]为用户BitHachi创建了一个模式S-T，并在其中定义了一个表TAB1。

CREATE SCHEMA "S-T" AUTHORIZATION BitHachi
CREATE TABLE TAB1(
COL1 SMALLINT, 
COL2 INT,
COL3 CHAR(20),
COL4 NUMERIC(10,3),
COL5 DECIMAL(5,2)
);

② 删除模式

• DROP SCHEMA <模式名> <CASCADE|RESTRICT>
• CASCADE(级联)
  删除模式的同时把该模式中所有的数据库对象全部删除
• RESTRICT(限制)
  如果该模式中定义了下属的数据库对象（如表、视图等），则拒绝该删除语句的执行。
• 当该模式中没有任何下属的对象时才能执行。
• 以下是运行结果，至于为什么是错误的，暂且放在这里，等熟悉相关知识之后，再来解决。

DROP SCHEMA "S-T" CASCADE;

DROP SCHEMA "S-T" RESTRICT;

（3）基本表的定义、删除与修改—TABLE

① 定义基本表的标准格式

CREATE TABLE <表名>(
      <列名> <数据类型>[ <列级完整性约束条件> ]
      [，<列名> <数据类型>[ <列级完整性约束条件>] ]
       ………
      [，<表级完整性约束条件> ]
 );

• 如果完整性约束条件涉及到该表的多个属性列，则必须定义在表级上，否则既可以定义在列级也可以定义在表级。
• 示例：
  
  

② 数据类型

• SQL中域的概念用数据类型来实现

• 定义表的属性时 需要指明其数据类型及长度

• 选用哪种数据类型

  • 取值范围
  • 要做哪些运算

• 以下是通用数据类型，不同数据库的数据类型可能有所不同，可查相关文档。

③ 修改基本表

ALTER TABLE <表名>
[ ADD <新列名> <数据类型> [ 完整性约束 ] ]
[ DROP <完整性约束名> ]
[ ALTER COLUMN<列名> <数据类型> ]；

[例8]向Student表增加“入学时间”列，其数据类型为日期型。

• 不论基本表中原来是否已有数据，新增加的列一律为空值。

     ALTER TABLE Student ADD S_entrance DATE;

[例9]将年龄的数据类型由字符型（假设原来的数据类型是字符型）改为整数。

ALTER TABLE Student ALTER COLUMN Sage INT;

[例10]增加课程名称必须取唯一值的约束条件。

   		ALTER TABLE Course ADD UNIQUE(Cname);

④ 删除基本表

标准格式：
DROP TABLE <表名>［RESTRICT| CASCADE］；

• RESTRICT：删除表是有限制的。
  • 欲删除的基本表不能被其他表的约束所引用
  • 如果存在依赖该表的对象，则此表不能被删除
• CASCADE：删除该表没有限制。
  • 在删除基本表的同时，相关的依赖对象一起删除

[例11] 删除Student表

• 基本表定义被删除，数据被删除
• 表上建立的索引、视图、触发器等一般也将被删除
• 还是和上述删除模式情况一样，加了CASCADE和RESTRUCT删除不了

    DROP TABLE  Student  CASCADE ;
  

［例12］若表上建有视图，选择RESTRICT时表不能删除

    CREATE VIEW IS_Student      
	AS 
	    SELECT Sno,Sname,Sage
	    FROM  Student
    	    WHERE Sdept='IS';
	 DROP TABLE Student RESTRICT;   

--ERROR: cannot drop table Student because other objects depend on it

[例12]如果选择CASCADE时可以删除表，视图也自动被删除

• 这里还是跟之前的情况一样，删除不了，可能是我用的数据库不同叭

	DROP TABLE Student CASCADE; 	    
 --NOTICE: drop cascades to view IS_Student
	SELECT * FROM IS_Student;
--ERROR: relation " IS_Student " does not exist 

（4）索引的建立与删除—INDEX

建立索引的目的：·加快查询速度·

• 谁可以建立索引？

  • DBA 或 表的属主（即建立表的人）
  • DBMS一般会自动建立以下列上的索引
  • PRIMARY KEY
  • UNIQUE

• 谁维护索引？
  DBMS自动完成

• 使用索引
  DBMS自动选择是否使用索引以及使用哪些索引

• RDBMS中索引一般采用B+树、HASH索引来实现

  • B+树索引具有动态平衡的优点
  • HASH索引具有查找速度快的特点

• 采用B+树，还是HASH索引 则由具体的RDBMS来决定

• 索引是关系数据库的内部实现技术，属于内模式的范畴

• CREATE INDEX语句定义索引时，可以定义索引是唯一索引、非唯一索引或聚簇索引

① 建立索引的标准格式

语句格式

CREATE [UNIQUE] [CLUSTER] INDEX <索引名> 
ON <表名>(<列名>[<次序>][,<列名>[<次序>] ]…)；	

[例13]

 	  CREATE CLUSTERED	INDEX Stusname
           ON   Student(Sname);

• 在Student表的Sname（姓名）列上建立一个聚簇索引
• 在最经常查询的列上建立聚簇索引以提高查询效率
• 一个基本表上最多只能建立一个聚簇索引
• 经常更新的列不宜建立聚簇索引

[例14]为学生-课程数据库中的Student，Course，SC三个表建 立索引。

• Student表按学号升序建唯一索引
• Course表按课程号升序建唯一索引
• SC表按学号升序和课程号降序建唯一索引

CREATE UNIQUE INDEX  Stusno ON Student(Sno);
CREATE UNIQUE INDEX  Coucno ON Course(Cno);
CREATE UNIQUE INDEX  SCno ON SC(Sno ASC,Cno DESC);

② 删除索引

DROP INDEX <索引名> ON <表名>;
DROP INDEX <表名>.<索引名>;

• 删除索引时，系统会从数据字典中删去有关该索引的
  描述。

[例15] 删除Student表的Stusname索引

   DROP INDEX Stusno ON Student;
   //等价
   DROP INDEX Student.Stusno;